石墨電極材料的電火花加工特性是什么?
隨著其制造工藝不斷進步,石墨電極的質量也是今非昔比,已然逆襲成了電火花加工運用電極,在轎車、家電、電子產品、航空航天等行業中得到了廣泛應用。
(1)放電加工速度
石墨是一種非金屬資料,熔點極高,達3650℃,而銅的熔點是1083℃,因而石墨電極能接受更大的電流設定條件。當放電面積與電極尺度縮放量越大時,石墨資料率粗加工的優越性越顯著。石墨的導熱系數是銅的1/3,其放電進程中發生的熱能可更有效地用于去除金屬資料,因而在中、精加工中,其加工功率也比銅電極要高。依據加工經驗,在正確的運用條件下,石墨電極的放電加工速度要比銅電極全體快1.5-2倍。
(2)電極損耗
石墨電極具有能接受大電流條件的特性,另外,在適宜的粗加工設定條件下,含碳元素的鋼工件在加工時發生的蝕除物和工作液在高溫下發生的分化物中的碳顆粒,在極性效應的作用下,部分蝕除物、碳顆粒會粘附在電極外表構成一層保護層,確保了石墨電極在粗加工中的損耗極小,乃至是“零損耗”。電火花加工中首要的電極損耗量來自于粗加工,精加工設定條件盡管損耗率較高,但因零件預留加工余量不多即加工蝕除量較少,其全體損耗量也較少。全體而言,石墨電極在大電流的粗加工中損耗會少于銅電極,在精加工中損耗或許會稍大于銅電極,二者的電極損耗狀況相當。
(3)外表質量
石墨資料的顆粒直徑直接影響電火花加工的外表粗糙度,直徑越小可取得更低的外表粗糙度值。幾年前運用顆粒直徑φ5 μm的石墨資料,電火花加工的蕞佳外表只能到達VDI18(Ra0.8μm),如今石墨資料的顆粒直徑已能到達φ3 μm以內,電火花加工的最佳外表可安穩到達VDI12(Ra0.4μm)或者更精密的等級,但石墨電極無法進行鏡面電火花加工。
銅資料的電阻率較低,安排結構致密,電火花精加工易取得安穩的加工狀態,在較困難的條件下也能安穩加工,外表粗糙度可小于Ra0.1μm,能進行鏡面電火花加工。由此可見,假如放電加工尋求極端精密的外表,運用銅資料做電極愈加適宜,這是銅電極較石墨電極的首要優勢。
但銅電極在大電流設定條件下,電極外表簡單變得粗糙不勝,乃至呈現裂紋,而石墨資料則沒有這方面的問題,關于外表粗糙度要求為VDI26(Ra2.0μm)左右的型腔加工,運用1個石墨電極即可完成從粗到精的加工進程,實現均勻共同的紋面作用,外表不會有缺點。另外,因為石墨與銅材安排結構的不同,石墨電極外表放電的腐蝕點比銅電極要規矩,因而在加工VDI20及以上相同外表粗糙度時,運用石墨電極加工的工件外表顆粒度愈加清楚,這種紋面作用要優于銅電極的放電外表作用。
(4)加工精度
石墨資料的熱膨脹系數小,銅資料的熱膨脹系數是石墨資料的4倍,因而在放電加工中石墨電極比較銅電極不易發生變形,可取得更安穩牢靠的加工精度。尤其是在加工深窄筋位部分時,局部高溫簡單使銅電極發生曲折變形,而石墨電極不會這樣;關于深徑比大的銅電極,在加工設定時還需要補償一定的熱膨脹值來修正尺度,而石墨電極不需要。
(5)電極分量
石墨資料較銅的密度要小,相同體積的石墨電極分量僅為銅電極的1/5。可見體積較大的電極運用石墨資料十分適宜,極大地減輕了電火花加工機床主軸的載荷,電極不會因為分量大而導致裝夾不方便、加工中發生偏擺位移等問題,可見在大型模具加工中運用石墨電極很有含義。
(6)電極制造難度
石墨資料的機械加工性能好,切削阻力僅為銅的1/4,在正確的加工條件下,銑削加工石墨電極的功率是銅電極的2~3倍。石墨電極簡單清角,能夠將平常要由多個電極完成的工件設計成一個全體電極來加工。石墨資料獨特的顆粒安排結構,使得電極銑削成型后不會發生毛刺,關于復雜造型不方便于去除毛刺的狀況直接滿意運用要求,省去了人工對電極進行拋光的工序,避免了拋光導致的形狀改動、尺度誤差等。需要注意的是,因為石墨是粉塵堆積物,銑削石墨時會發生大量的粉塵,因而銑削機床有必要要有密封與吸塵設備。假如需要運用電火花線切開加工石墨電極,其加工性能就不如銅資料了,切開速度比較銅慢約40%。
(7)電極安裝與運用
石墨資料的可粘結性好,能夠運用導電膠將石墨與夾具粘結的辦法銑削電極、放電加工,可省去在電極資料上加工螺絲孔的工序,節省了工作時間。石墨資料比較脆,特別是細小窄長電極,在運用中遭到外力作用時簡單折斷,但能夠立刻知曉電極發生了損害。假如是銅電極則只會曲折不會折斷,這種狀況在運用進程中十分危險且難以發現,很簡單導致工件報廢。
(8)價格
近幾年銅資料價格不斷上漲,而各大石墨制造商不斷改進制造石墨的工藝使其更具優勢。相同體積下,通用性石墨電極資料的與銅電極資料的價格相當,而精密石墨的價格會比銅電極要高一些。
在石墨電極的8項電火花加工特性中,其優勢顯著:銑削電極與放電加工的功率均顯著優于銅電極,大電極分量小,尺度安穩性杰出,薄片電極不簡單發生變形,外表紋理優于銅,價格也更低廉。石墨資料的不足之處是不太適合VDI12(Ra0.4 μm)以下的精密外表放電加工,運用電火花線切開制造電極的功率較低。
但從實際角度來看,影響石墨資料在國內不能有效推行的一個重要原因是銑削電極需要有專門的石墨加工機,這就對模具企業的加工設備提出了新的要求,一些小型企業或許不具備這個條件。全體而言,石墨電極特性的優勢涵蓋了電火花加工的絕大多數加工場合,值得推行應用,長時間效益可觀,其精密外表加工的不足之能夠通過運用銅電極來彌補。

